Orion II
Kolejna misja balonowa podjęta przez nasze koło naukowe. Próba w pełni udana, zebraliśmy mnóstwo danych, wykonaliśmy niesamowite zdjęcia i zdobyliśmy cenne doświadczenie. Nasz balon osiągnął wysokość 27 kilometrów. Jednak misja to nie tylko droga w górę, ale też bezpieczne sprowadzenie gondoli na ziemię. Aby tego dokonać, za balonem leciał spadochron i zapasowe systemy transmisji lokalizacji. Przy tej misji nasza gondola zabrała na pokład dwie kamery, komputer zarządzający danymi, radionadajnik, źródło zasilania oraz zestaw czujników.
W trakcie lotu rejestrowaliśmy ciśnienie, poziom nasłonecznienia oraz temperaturę. Termometry znajdowały się zarówno na zewnątrz, by dowiedzieć się więcej o strukturze atmosfery, jak i wewnątrz, by kontrolować zachowanie podzespołów w ekstremalnych temperaturach (nawet poniżej -40°C). Przygotowania do lotu trwały parę miesięcy, analiza danych i zdjęć – kilkanaście dni, zaś sam lot około 2,5 godziny. W tym czasie balon przeleciał 93 km, a my jechaliśmy w ślad za nim. Start balonu odbył się 26 sierpnia 2017 roku.
Specyfikacja techniczna
Balon
Balon użyty w projekcie to powszechnie używana konstrukcja do badań stratosfery. Masa samego balonu wynosiła 1200 g, a wyporność 3 kg udało się osiągnąć dzięki wypełnieniu go helem przemysłowym o kubaturze 4 m³. Proces napełniania balonu gazem był dodatkowo kontrolowany poprzez specjalne instalacje z wagami oraz reduktorami. Wraz ze wzrostem wysokości powłoka balonu, wskutek różnicy ciśnień, rozszerzała się do krytycznej średnicy jego rozerwania – 9,1 m. Po jej rozerwaniu cała konstrukcja w asyście spadochronu powróciła bezpiecznie na ziemię.
![](https://i2.wp.com/aerospace.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2019/02/IMG_6778.jpg?fit=1200%2C800)
Spadochron
Aby konstrukcja, która zawierała cenne dla nas komponenty oraz zgromadzone dane mogła bezpiecznie powrócić na ziemię, gondola oraz zapasowe systemy łączności zawierały lekki, awaryjny spadochron o rozpiętości 48 cali. Ograniczył on prędkość opadania do 5 m/s. Spadochron został wcześniej użyty w projekcie Orion I.
Gondola
Konstrukcja gondoli została wykonana z lekkich materiałów, takich jak Styrodur. Zapewniło to amortyzację podczas upadku, izolację od panujących warunków atmosferycznych oraz ochronę miejsc mocowania linek i obiektywów kamer. Gondola, z racji na sprzyjające w dniu startu warunki stratosferyczne, została tym razem pozbawiona zewnętrznej, dodatkowej warstwy izolującej.
Komputer pokładowy oraz moduł radiowy
Główny moduł komputera pokładowego Orion II bazował na swoim poprzedniku, który był projektowany w zamiarze jego późniejszej rozbudowy. Do istniejącego już projektu dołączono możliwość zapisywania wszystkich zebranych podczas lotu danych na wbudowanej pamięci Flash oraz rozszerzono wsparcie dla nowych sensorów. W drugiej misji, tak samo jak w poprzedniej, wszelkie elementy konstrukcyjne, w tym obwody drukowane, zostały w całości przygotowane przez nasz zespół.
![](https://i0.wp.com/aerospace.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2019/02/orioniipcb.png?resize=1033%2C660)
Szczegółowe informacje techniczne:
Main Board:
- Koder AFSK/DSP – Microchip ATmega 328P,
- Główny procesor – STM32F411RE,
- Moduł GPS uBlox NEO-6M,
- Moduł akwizycji – ATmega 1248 wraz obsługą kart SD/MMC,
- Zasilanie: Redundantny pakiet ogniw Li-Ion typu 18650 wraz z izolacją termiczną – pojemność 3000 mAh.
Czujniki:
- Termometry – Dallas DS18B20,
- Termometr PIR – MLX90614,
- Czujnik ciśnienia MPXM2202AS,
- Czujnik UV Waveshare,
- Moduł Pololu MiniIMU-9,
- Ogniwo fotowoltaiczne,
Gondola została wyposażona w dwie niezależne kamery Yi Cam 4K, które dostarczyły nam znakomitej jakości zdjęcia i nagrania wideo naszej planety z dużej wysokości.
![](https://i2.wp.com/aerospace.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2019/02/IMG_6767.jpg?fit=1200%2C800)
System łączności radiowej:
System radiowy Orion II bazował na swoim poprzedniku. Do łączności radiowej wykorzystano krótkofalarskie pasma radiowe ISM (144,8 i 433 MHz) oraz system APRS (Automatic Packet Reporting System) oparty o zmodyfikowany protokół AX.25. Pakiety wysyłane radiowo z balonu zawierały w swoich ramkach informacje takie jak aktualna pozycja GPS, temperatura z każdego czujnika, wysokość, ciśnienie i napięcie ogniw baterii. Dane te były odbierane poprzez system naziemnych stacji przekaźnikowych APRS zrzeszonych w projekt APRS.FI oraz lokalnie poprzez nasza stację naziemną. Aktualna pozycja balonu była widoczna na bieżąco na mapie korzystającej z API Google Maps. Dodatkowo, jako system zapasowy zastosowano radiosondę szwedzkiej firmy Vaisalla RS41 z odpowiednio zmodyfikowanym oprogramowaniem.
![](https://i0.wp.com/aerospace.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2019/02/aprsaprs.png?resize=740%2C504)
Global Space Ballon Challenge
Projekt Orion II został nagrodzony uzyskując 3. miejsce w ogólnoświatowym konkursie Global Space Ballon Challenge 2017 w kategorii Best Design.
![](https://i0.wp.com/aerospace.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2019/02/gsbc.jpg?resize=800%2C400)
Misja nie była by tak dużym sukcesem, gdyby nie nasi partnerzy: